發(fā)電廠、變電站過電壓保護及接地設計

前言

　　隨著我國電力系統(tǒng)不斷的發(fā)展和進步，完善的過電壓保護方案、合理的絕緣配合和可靠的電氣裝置接地，不僅對發(fā)電廠、變電站安全、經(jīng)濟、可靠的運行以及人身安全至關重要，同時也影響到電力系統(tǒng)安全、可靠、穩(wěn)定的運行。　　發(fā)電廠、變電站過電壓保護及接地設計牽涉面廣，本書根據(jù)我國國情和工程建設、運行經(jīng)驗以及現(xiàn)行的過電壓保護和接地規(guī)程（導則），并結(jié)合具體工程的科學研究成果和現(xiàn)場試驗研究以及編著者40多年的T作經(jīng)驗，較為全面的和系統(tǒng)的偏重于設計應用而編寫的。并關注以下幾方面的內(nèi)容：　?。?）如何正確理解規(guī)程（導則）的條文，在設計上掌握的尺度和具體實施?！　。?）系統(tǒng)中性點接地方式與系統(tǒng)的絕緣水平和過電壓保護方式有著密切的關系，這里較為全面介紹中性點非直接接地方式和500kV系統(tǒng)中性點接地方式。　?。?）GIS設備的應用，出現(xiàn)了快速暫態(tài)過電壓（VFTO），結(jié)合i峽工程的實例，概要的介紹了快速暫態(tài)過電壓?！　。?）通過幾個水電站的雷擊廠房頂對主要電氣設備反擊現(xiàn)場試驗和變壓器高壓側(cè)進波現(xiàn)場試驗，提出電氣設備反擊機理和變壓器可靠的保護方式?！　。?）明確發(fā)電廠、變電站接地設計的步驟和低壓線路供電方式?！　。?）著重介紹工頻接地設計理念和沖擊接地設計理念的不同之處。　?。?）與武漢大學電氣工程學院合作進行了接地方面的科學研究：對均勻土壤率地區(qū)，大面積鋼材、銅材接地網(wǎng)工頻接地電阻的修正曲線和非均勻土壤電阻率地區(qū)，工頻接地電阻的計算曲線?！　。?）通過十幾個發(fā)電廠、變電站工頻接地電阻測量的實踐，提出了工頻接地電阻測量應注意的事項。　　工頻接地電阻計算中采用了武漢大學文習山教授主持的研究成果，表示衷心的謝意，同時致謝武漢大學解廣潤教授、陳維賢教授和中國電力科學研究院許穎教授及高級工程師，閱讀他們所撰寫的書籍和文章對編寫該書受益匪淺。

內(nèi)容概要

本書的主要內(nèi)容包括：電力系統(tǒng)電壓，電力系統(tǒng)中性點接地方式，發(fā)電機電壓系統(tǒng)中性點接地方式；暫時過電壓及其限制，操作過電壓及其保護，快速暫態(tài)過電壓；雷電過電壓，雷電保護裝置，架空線路雷電過電壓保護；發(fā)電廠、變電站雷電過電壓保護，旋轉(zhuǎn)電機雷電過電壓保護，中性點雷電過電壓保護，近區(qū)供電雷電過電壓保護，微波通信站雷電過電壓保護；絕緣配合原則，架空線路絕緣配合，發(fā)電廠和變電站絕緣配合；接地設計步驟，接地設計一般規(guī)定；接地電阻要求；降低接地電阻的措施；工頻接地電阻計算；沖擊接地電阻計算；均壓網(wǎng)設計，接觸、跨步電位差允許值規(guī)定，接觸、跨步電位差計算，接地裝置電位計算，工頻暫態(tài)電壓及轉(zhuǎn)移電位隔離；GIS接地，離相式大電流封閉母線接地，電纜線路金屬層接地，移動式及攜帶式電力設備接地，微波通信站接地，計算機監(jiān)控系統(tǒng)接地；接地系統(tǒng)、接地體、接地線及連接，接地導體截面選擇及計算，接地體防腐要求及接地標志；接地電阻測量，接觸、跨步電位差測量，土壤(水)電阻率測量；10個附錄：雷電過電壓計算的一些參數(shù)和方法，雷擊線路桿塔時耐雷水平的計算，外絕緣放電電壓的氣象條件校正，發(fā)電機、變壓器、架空線、電纜的電感、電容計算，各種波通道的波阻抗，發(fā)電機、變壓器及其他電器設備的入口電容，避雷器主要技術(shù)特性參數(shù)，雷擊水電站廠房對主要電氣設備反擊電壓和變壓器侵入波試驗數(shù)據(jù)，全國年平均雷暴日數(shù)分布圖，典型土壤(水)電阻率。    本書供發(fā)電廠、變電站從事過電壓保護及接地設計、安裝、運行、檢修人員閱讀，也可供大專院校有關專業(yè)師生參考。

作者簡介

舒廉甫  畢業(yè)于上海交通大學高電壓技術(shù)專業(yè)，曾在長江水利委員會設計院機電處工作，任機電處設計總工程師。教授級高級工程師，中國電機工程學會高級會員，1994年獲國務院政府特殊津貼。全國變壓器標準化技術(shù)委員會顧問委員。曾任多個全國和電力行業(yè)標準化技術(shù)委員會委員；中國電機工程學會過電壓與絕緣配合分專業(yè)委員會副主任委員。 
    參加丹江口、葛洲壩、萬安、隔河巖、構(gòu)皮灘、彭水、三峽等大型水電站機電專業(yè)設計和研究工作。完成工程科研有：雷擊水電站廠房頂反擊過電壓的試驗研究；變壓器侵入雷電波的試驗研究；發(fā)電機定子繞組工頻耐壓諧振變壓器的研究和試制；500kV變壓器中性點接地方式研究；全封閉組合電器（GIS）絕緣配合研究；葛洲壩大江電站電氣制動電阻器設計優(yōu)化研究。承擔和完成國家“七五”．“八五”、“九五”攻關專題科研工作有：三峽工程提前變頻發(fā)電和送電研究：三峽主變壓器直通防堵型水冷卻器的研究；發(fā)電機中性點接地方式研究：三峽樞紐接地技術(shù)研究等。 
    主持和參加編寫電力行業(yè)標準7項。參加編寫《水電站機電設計手冊》電氣一次分冊、“中國水力發(fā)電工程"機電卷、《葛洲壩工程叢書》之一《電氣》分冊、《三峽工程叢書》之一《三峽工程機電研究》分冊、《中國電力百科全書（第二版）水力發(fā)電卷》．《中國電力百科全書（第二版）輸電與配電卷》、“中國電氣工程大典第五卷水力發(fā)電工程》、《長江三峽工程（精華本）》等書籍。發(fā)表文章“500kV變壓器中性點接地方式》等20余篇。獲國家科技進步三等獎（含部科技進步二等獎）2項、省科技進步一等獎1項、二等獎1項、部科技進步三等獎2項。

書籍目錄

前言第一篇 過電壓保護劑絕緣配合  第一章 電力系統(tǒng)電壓和中性點接地方式    第一節(jié) 電力系統(tǒng)電壓    第二節(jié) 電力系統(tǒng)中性點接地方式    第三節(jié) 發(fā)電機電壓系統(tǒng)中性點接地方式  第二章 暫時過電壓、操作過電壓    第一節(jié) 暫時過電壓及其限制    第二節(jié) 操作過電壓及其保護    第三節(jié) 快速暫態(tài)過電壓  第三章 雷電過電壓保護    第一節(jié) 雷電過電壓    第二節(jié) 雷電保護裝置    第三節(jié) 架空線路雷電過電壓保護    第四節(jié) 發(fā)電廠、變電站雷電過電壓保護    第五節(jié) 旋轉(zhuǎn)電機雷電過電壓保護    第六節(jié) 中性點雷電過電壓保護    第七節(jié) 近區(qū)供電雷電過電壓保護    第八節(jié) 微波通信站雷電過電壓保護  第四章 絕緣配合    第一節(jié) 絕緣配合原則    第二節(jié) 架空線路絕緣配合    第三節(jié) 發(fā)電廠和變電站絕緣配合第二篇 接地  第五章 接地設計一般規(guī)定    第一節(jié) 術(shù)語定義    第二節(jié) 接地設計步驟    第三節(jié) 接地設計一般規(guī)定  第六章 接地電阻    第一節(jié) 接地電阻要求    第二節(jié) 降低接地電阻的措施    第三節(jié) 工頻接地電阻計算    第四節(jié) 沖擊接地電阻計算  第七章 均壓及轉(zhuǎn)移電位隔離    第一節(jié) 均壓網(wǎng)設計    第二節(jié) 接觸、跨步電位差允許值規(guī)定    第三節(jié) 接觸、跨步電位差計算    第四節(jié) 接地裝置電位計算    第五節(jié) 工頻暫態(tài)電壓及轉(zhuǎn)移電位隔離  第八章 設備特殊接地    第一節(jié) GIS接地    第二節(jié) 離相式大電流封閉母線接地    第三節(jié) 電纜線路金屬層接地    第四節(jié) 移動式及攜帶式電力設備接地    第五節(jié) 微波通信站接地    第六節(jié) 計算機監(jiān)控系統(tǒng)接地  第九章 接地裝置    第一節(jié) 接地系統(tǒng)、接地體、接地線及連接    第二節(jié) 接地導體截面選擇及計算    第三節(jié) 接地體防腐要求及接地標志  第十章 接地裝置工頻參數(shù)測量    第一節(jié) 接地電阻測量    第二節(jié) 接觸、跨步電位差測量    第三節(jié) 土壤（水）電阻率測量附錄A 雷電過電壓計算的一些參數(shù)和方法附錄B 雷擊線路桿塔時耐雷水平的計算附錄C 外絕緣放電電壓的氣象條件校正附錄D 發(fā)電機、變壓器、架空線、電纜的電感、電容計算附錄E 各種波通道的波阻抗附錄F 發(fā)電機、變壓器及其他電器設備的入口電容附錄G 避雷器主要技術(shù)特性參數(shù)附錄H 雷擊水電站廠房對主要電氣設備反擊電壓和變壓器侵入波試驗數(shù)據(jù)附錄I 全國年平均雷暴日數(shù)分布圖附錄J 典型土壤（水）電阻率參考文獻后記

章節(jié)摘錄

　　第一篇 過電壓保護劑絕緣配合　　第一章 電力系統(tǒng)電壓和中性點接地方式　　第二節(jié)　電力系統(tǒng)中性點接地方式　　一、電力系統(tǒng)中性點接地方式的實踐　　1.電力系統(tǒng)中性點接地方式　　電力系統(tǒng)不同的發(fā)展階段，可以采用不同的接地方式。電力系統(tǒng)中性點接地方式如何，將影響到電力系統(tǒng)的過電壓水平、電力設備的絕緣強度、系統(tǒng)的穩(wěn)定措施、繼電保護裝置的保護方式、斷路器開斷容量、通信線路干擾、中性點過電壓保護方式、中性點絕緣水平等。因此，電力系統(tǒng)中性點的接地方式，應根據(jù)諸方面的影響因素，進行綜合的技術(shù)經(jīng)濟分析和比較后加以確定?！　∮捎诘蛪合到y(tǒng)供電范圍很小，受雷害的影響也較小，變壓器中性點是采用全部直接接地，它能及時地切除故障點。但對于高壓送電系統(tǒng)采用低壓接地方式，其雷害跳閘率較高，同時影響供電范圍。故對3kV以上送電系統(tǒng)采用變壓器中性點不接地運行方式，雖絕緣水平相對較高，但也是可以接受的。隨著電力系統(tǒng)增大和送電電壓增高，單相電容電流不斷增大，導致不接地系統(tǒng)弧光接地過電壓事故，這樣就影響了不接地系統(tǒng)的發(fā)展。自1916年德國彼得遜發(fā)明了消弧線圈后，不接地系統(tǒng)得到充分的發(fā)展，以致發(fā)展到154kV和220kV不接地系統(tǒng)。由于不接地系統(tǒng)增大后，接地電流中的有功分量增大，電弧常常不能自熄，使不接地系統(tǒng)的發(fā)展受到了限制。德國于1960年前將220kV不接地系統(tǒng)轉(zhuǎn)為直接接地系統(tǒng)，瑞典在1950年秋就將25％的220kV變電站轉(zhuǎn)為直接接地，芬蘭于1954年，奧地利于l957年分別將220kV系統(tǒng)轉(zhuǎn)為直接接地，日本也是如此。

編輯推薦

　　《發(fā)電廠、變電站過電壓保護及接地設計》關注如何正確理解規(guī)程（導則）的條文，在設計上掌握的尺度和具體實施；較為全面介紹中性點非直接接地方式和500kV系統(tǒng)中性點接地方式；GIS設備的應用，出現(xiàn)了快速暫態(tài)過電壓（VFTO），結(jié)合三峽工程的實例，概要的介紹了快速暫態(tài)過電壓等內(nèi)容。　　發(fā)電廠、變電站過電壓保護及接地設計牽涉面廣，《發(fā)電廠、變電站過電壓保護及接地設計》根據(jù)我國國情和工程建設、運行經(jīng)驗以及現(xiàn)行的過電壓保護和接地規(guī)程（導則），并結(jié)合具體工程的科學研究成果和現(xiàn)場試驗研究以及編著者40多年的工作經(jīng)驗，較為全面的和系統(tǒng)的偏重于設計應用而編寫的。

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